THIẾT KẾ ÁNH SÁNG

THIẾT KẾ ÁNH SÁNG VÀ SỐ LƯỢNG ĐÈN LED

Từ năm 1879, tại phòng thí nghiệm của mình tại Menlo Park, New Jersey, Thomas Edison – một trong những nhà phát minh nổi tiếng nhất của mọi thời đại đã chế tạo bóng đèn điện sợi đốt đầu tiên. Trải qua nhiều thập kỷ, công nghệ chiếu sáng dần thay đổi.

 Đến năm 1990, ba khoa học gia Nhật Bản Isamu Akasaki, Hiroshi Amano và Shuji Nakamura tạo ra các diode phát ánh sáng xanh dương,  kết hơp với diode xanh lá và đỏ đã xuất hiện từ khá lâu, để tạo ra ánh sáng màu trắng. Họ đã giúp giải quyết một vấn đề nan giải kéo dài hàng chục năm trước đó và tạo ra một bước ngoặt lớn trong công nghệ chiếu sáng. Bốn năm sau đó, ông Shuji Nakamura,đã tạo ra đột phá: Ông dùng nhiệt để phát triển các tinh thể quan trọng tạo thành bóng LED.

Đến nay, bóng đèn Led đã rất phổ biến và đến tay người tiêu dùng chúng ta giá thành cũng phải chăng. Nhưng để chọn loại đèn led nào, ánh sáng như thế nào và số lượng đèn bao nhiêu để phù hợp  trong căn nhà của mình, hay không gian cần sử dụng  thì không phải là chuyện dễ.

Trước tiên, chúng ta tìm hiểu một số khái niệm cơ bản, để tính toán số lượng đèn led cần dùng cho phù hợp:

Công suất(Watt): là chỉ số thể hiện tiêu thụ về điện, chứ chưa hẳn nhiều watt là đèn sáng hơn.

Nhiệt độ màu:

Ánh sáng vàng: thì nhiệt độ màu 3000K trở lại, (gần giống như ánh sángng bóng sợi đốt)

Ánh sáng trung tính: nhiệt độ màu 4000K (hay còn gọi là vàng nắng lúc 12h trưa)

Ánh sáng trắng: nhiệt độ màu 6500K (hay còn gọi là ánh sáng mát mẻ vào ban ngày)

Quang thông (Lumen (Lm)) là một đơn vị đo lường ánh sáng, nó cho biết tổng lượng ánh sáng phát ra từ một chiếc đèn. Có thể nói rằng càng nhiều Lumen thì ánh sáng phát ra càng nhiều, đồng nghĩa với việc càng sáng hơn.

Đọ rọi E (Lux (lx)) là đơn vị trong SI để đo độ rọi, nó là tổng độ sáng trên một bề mặt diện tích được mô tả trong trắc quang. Lux có nghĩa là quang thông hay cường độ chiếu sáng Lumen trên một mét vuông (lm/m2) và thường được gọi là độ rọi.

Độ chói (Luminance) Để đặc trưng cho khả năng bức xạ ánh sáng của nguồn hoặc bề mặt phản xạ gây nên cảm giác chói sáng đối với mắt, người ta đưa ra định nghĩa độ chói là đại lượng xác định cường độ ánh sáng phát ra trên một đơn vị diện tích của một bề mặt theo một hướng cụ thể nó ước lượng ánh sáng mà mắt người có thể cảm nhận và phụ thuộc vào hướng quan sát. Độ chói đóng vai trò cơ bản trong kỹ thuật chiếu sáng, nó là cơ sở của các khái niệm về tri giác và tiện nghi thị giác. Đơn vị đo độ chói là candela/m2 (cd/m2).

Hiệu suất của đèn (Lm/W)
Hiệu suất của đèn là đại lượng đo hiệu suất của nguồn sáng trong đơn vị lumen trên Oát( Lm/W), là tham số xác định lượng ánh sáng phát ra khi tiêu thụ một Oát năng lượng điện.

Tuổi thọ trung bình của đèn
Tuổi thọ trung bình là thời gian trung bình 50% của tất cả các thiết bị cấu tạo nên đèn, nói chung gồm driver(bộ nguồn) và chip led  sử dụng bị chết trong suốt vòng đời của mình (thường được xác định trong phòng thí nghiệm).

                          
Hãy tưởng tượng bạn mua một bóng đèn 100 lumen và lắp đặt trong một căn phòng có diện tích là 10m2 thì đèn sẽ có độ rọi = 10 Lux. Tuy nhiên cũng sử dụng bóng đèn có cùng lumen trên vào một căn phòng lớn hơn với diện tích bề mặt là 20m2 thì lúc này độ rọi sẽ giảm xuống còn 5 Lux.

Như vậy có thể thấy rõ rằng, với căn phòng có diện tích cần chiếu sáng càng lớn thì bạn nên chọn bóng đèn có độ rọi càng cao. Đây là một lưu ý quan trọng rất hữu ích khi chọn thiết bị chiếu sáng phù hợp và đạt hiệu quả cao. 

Mỗi khu vực cần yêu cầu ánh sáng khác nhau. Một showroom đòi hỏi nhiều ánh sáng hơn so với thư viện. Phòng khách cần nhiều ánh sáng hơn so với phòng ngủ. Bạn có thể tìm thấy nhiều dữ liệu mẫu cho cơ sở của mình trên internet. Dưới đây là một số dữ liệu.

Phòng hội nghị: 500 lx
Phòng học: 300lx
Cầu thang, thang máy, hành lang: 75 lx
Phòng ngủ: 150Lx
Sân vận động: 750 Lx

Chúng ta cùng xét ví dụ:
Với phòng ngủ diện tích 10 mét vuông, yêu cầu độ dọi là 150Lx.
Quang thông = 150 (Lx) x 10 (m2) = 1.500 Lumens

Một ánh sáng của đèn LED cung cấp 80-120 Lumens mỗi watt, chúng ta hãy tính toán với 100 lumens.
Tổng công suất cần có: 1.500/100 = 15W
Nếu bạn chọn đèn có công suất 5W, Số lượng đèn cần dùng là: 15/5 = 3

Đây là phương pháp tính toán sơ bộ dựa trên điều kiện lý tưởng là toàn bộ ánh sáng đèn phát ra được hướng vào khu vực chiếu sáng và không bị hấp thụ bởi môi trường xung quanh.

Chưa kể các hãng đèn tính toán hiệu suất của đèn (Lm/W) khác nhau,  phụ thuộc vào giá thành sản phẩm, và được test với thiết bị chuẩn quốc tế, thì cho kết quả khác so với kết qủa công bố trên sản phẩm.

Ở đây chúng ta không thể loại trừ yếu tố kinh nghiệm và yếu tố thẩm mỹ trong thiết kế và lựa chọn. Hiện tại chúng ta chỉ xét đến số lượng đèn và màu ánh sáng sao cho phù hợp  thôi.

                                                                        Sưu tầm: (Bài viết có tham khảo từ nhiều nguồn)